一、选择题。
1.如图所示,用绝缘丝线悬挂着的环形导体,位于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中,若环形导体通有如图所示方向的电流i,试判断环形导体的运动情况( )
a.环形导体向右倾斜。
b.环形导体仍静止不动。
c.环形导体向左倾斜。
d.条件不够,无法判断。
2.如图所示是著名物理学家费曼设计的一个实验,在一块绝缘板中部安装一个线圈,并接有电源,板的四周有许多带负电的小球。整个装置悬挂起来,在接通电键瞬间,整个圆盘将(自上而下看)(
a.逆时针转动一下。
b.静止不动。
c.电路稳定情况下,断开电键瞬间圆盘转动方向与电键接通瞬间圆盘转动方向相反。
d.不管板上小球的电性如何,电键接通瞬间时,圆盘转动方向都是一样的。
3.等离子气流由左方连续以速度v0射入p1和p2两板间的匀强磁场中,ab直导线与p1、p2相连接,线圈a与直导线cd连接。线圈a内有随图乙所示变化的磁场,且磁场b的正方向规定为向左,如图甲所示,则下列叙述正确的是()
a.0~1s内ab、cd两导线互相排斥。
b.1~2s内ab、cd两导线互相排斥。
c.2~3s内ab、cd两导线互相排斥。
d.3~4s内ab、cd两导线互相排斥。
4.有、、、四个小磁针,分别放置在通电螺线管的附近和内部。当小磁针静止时,小磁针指向如图所示,其中是正确的()
abcd.
5.半径为r的光滑绝缘竖直圆形轨道的最低点,有一个电量为+q的介质小球,以初速度向右冲上轨道。下面四种情形中,a图圆心处放置正点电荷,b图加上竖直向下的匀强电场,场强,c图加上水平向右的匀强电场,场强,d图加上垂直纸面向外的匀强磁场。
则小球一定能够在圆轨道内做完整的圆周运动是( )
6.如图所示,一对间距可变的平行金属板c、d水平放置,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场b3两板通过滑动变阻器与铅蓄电池相连,这种铅蓄电池能快速转换到“逆变”状态,即当外界电压过低时能向外界提供一定的供电电压,当外界电压超过某一限定值时可转换为充电状态。闭合开关s后,有一束不计重力的带正电粒子从左侧以一定的速度v0沿中心线射入两板间,恰能做直线运动,则下列有关描述正确的是( )
a.若仅将带正电的粒子换成带负电的粒子,则粒子也能做直线运动。
b.若只增大两板间距达到一定程度,则可给铅蓄电池充电。
c.若将滑动变阻器触头p向a端滑动,则可提高c极板的电势。
d.若只减小入射粒子的速度,则可给铅蓄电池充电。
7.如图所示,边长为,质量为的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板,导线框中通一逆时针方向的电流,图中虚线过边中点和边中点,在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为,此时导线框处于静止状态,细线中的拉力为;保持其他条件不变,现将虚线下方的磁场移至虚线上方,此时细线中拉力为。导线框中的电流大小为( )a.
b.c.d.
8.如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,电场强度为e,磁感应强度为b。足够长的斜面固定在水平面上,斜面倾角为45°,有一带电的小球p静止于斜面顶端a处,且恰好对斜面无压力。
若将小球p以初速度v0水平向右抛出(p可视为质点),一段时间后,小球落在斜面上的c点,则( )
a.若抛出的初速度小于v0,小球在斜面上的落点与a点的距离小于ac间距。
b.若抛出的初速度小于v0,小球落在斜面上的时间将缩短。
c.若沿竖直向上方向以初速度v0抛出小球,小球仍会落回c点。
d.若沿竖直向上方向以初速度v0抛出小球,小球不会落回c点。
9.如图所示,在平面直角坐标系的第一象限分布着非匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,沿轴方向磁场分布是不变的,沿x轴方向磁感应强度与x满足关系,其中是一恒定的正数,正方形线框adcf边长为a,处有一极小开口,由粗细均匀的同种规格导线制成,整个线框放在磁场中,且边与轴平行,边与轴距离为a,线框两点与一电源相连,稳定时流入线框的电流为,关于线框受到的安培力情况,下列说法正确的是( )
a.整个线框受到的合力方向与df连线垂直。
b.整个线框沿轴方向所受合力为0
c.整个线框在x轴方向所受合力为,沿x 轴正向。
d.整个线框在轴方向所受合力为,沿x轴正向。
二、实验题。
10.在“测定金属丝的电阻率”实验中,所用的测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.
1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某一次测量结果(接近多次测量的平均值)如图1所示,其读数为mm。
2) 用伏安法测金属丝的电阻rx的阻值(约为15ω),实验室提供了如下器材:
a.电池组e(电动势为3 v,内阻约为1ω)
b.电流表a1 (量程为0 ~0. 6 a,内阻约为0. 5ω)
c.电流表a2(量程为03 a,内阻为0.02ω)
d.电压表v1(量程为03 v,内阻约为5 kω)
e.电压表v2(量程为0~15 v,内阻为15 kω)
f.电阻箱r(阻值范围为0~99.99ω,额定电流为1a)
g.开关s,导线若干
为使测量尽可能准确,电流表应选用电压表应选用填器材前的字母标号)应采用下面给出的电路进行测量。
3)根据记录的电阻箱阻值r及对应电流表示数i和电压表数u,在坐标纸上作图象如图2所示,根据图象可得金属丝的电阻rx
保留两位有效数字)。
4)根据以上数据估算金属丝的电阻率约为( )
a. b.
c. d.
5)关于本实验的误差,下列说法中正确的是( )
a.用螺旋测微器测量金属丝的直径时,由于读数引起的误差属于系统误差。
b.由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差。
c.若将电流表和电压表内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差。
d.用图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差。
三、计算题。
11.如图所示,一带电微粒质量为、电荷量为,从静止开始经电压为u1=100v的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为d=cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长l=20cm,两板间距d=cm,重力忽略不计。
求:1.带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
2.偏转电场中两金属板间的电压u2
3.若带电微粒恰好由磁场右边射出,则该匀强磁场的磁感应强度b及磁场中运动的时间各为多少?
12.如图所示,一个质量为m,带电量为q的正离子,从d点以某一初速度垂直进入匀强磁场。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为b.
离子的初速度方向在纸面内,与直线ab的夹角为60°.结果离子正好穿过ab的垂线上离a点距离为l的小孔c,垂直ac的方向进入ac右边的匀强电场中。电场的方向与ac平行。
离子最后打在ab直线上的b点。b到a的距离为2l.不计离子重力,离子运动轨迹始终在纸面内,求:
1.离子从d点入射的速度v0的大小;
2.匀强电场的电场强度e的大小。
参***。一、单选题。
1.答案:b
解析:根据左手定则,环形导体所受到的安培力方向与导体平面平行,导致安培力只能使导体处于收缩状态,因此仍能静止不动。所以b选项是正确的,a、c、d错误。所以b选项是正确的。
2.答案:c
解析:线圈接通电源瞬间产生磁场,由于磁场的变化产生电场,从而导致带负电小球受到电场力,使圆盘转动。接通电源瞬间,由愣次定律可知。
产生逆时针方向的电场。带负电小球受到的电场力与电场方向相反,则带负电的小球受到顺时针方向的电场力;当开关闭合后,恒定的电流产生稳定的磁场,因此圆盘上的小球不再受到电场力,即闭合开关瞬间盘硕时针转动一下,ab错误。断开开关瞬间,由愣次定律可知。
产生顺时针方向的电场。则带负电小球受逆时针方向的电场力,与闭合瞬间圆盘的转动方向相反,c正确。由以上分析可知。
若小球带正电,开关闭合瞬间,圆盘逆时针转动一下。d错误。
3.答案:d
解析:根据安培定则可知通电螺线管极在右端,因此右侧磁场方向水平向右,小磁针位置不对;上方水平向左,小磁针位置正确;左侧水平向右,位置不对;内部水平向右,位置不对,故abc错误,d正确。
故选d.4.答案 a
二、多选题。
5.答案:ad
解析:设小球到达最高点的速度为v,a图:,解得:
v=,小球能过最高点的最小速度对应:,所以a图中小球能做完整的圆周运动;b图:,最高点的最小速度对应:
,可知,不能做完整的圆周运动;同理可得:c图也不能做完整的圆周运动;d图中小球在运动过程中受到的洛伦兹力不做功,同a图,能做完整的圆周运动,所以选择ad。
6.答案:cd
解析:左侧为磁流体发电机。等离子流通过匀强磁场时,由左手定则可知。
正离子向上偏转,负离子向下偏转。将形成从a到b的电流:由题图乙可知,0~2 s内磁场均匀变化,根据愣次定律可知, 导线cd中形成从c到d的电流,同理,2 ~4s内形成从d到c的电流,且电流大小不变,故0 ~2 s内ab、cd两导线中电流同向,两导线相互吸引,2 ~4 s内ab、cd两导线中电流反向,两导线相互排斥,故ab错误,cd正确。
7.答案:ab
解析:由题意知带正电的粒子恰好做直线运动,则其受到的电场力和洛伦兹力大小相等,设两板间距离为d,由可知,若换成带负电的粒子,则电场力和洛伦兹力都反向,二者仍平衡,粒子依然能做直线运动,故选项a正确;若增大两板间距,带正电粒子射入后因受到的洛伦兹力大于电场力而偏转堆积在c 极板上,将提高两板间的电压,若此电压超过铅蓄电池的逆变电压,则铅蓄电池就会处于“逆变”状态而被充电,故选项b正确;调节触头p,c极板电势不变,故选项c错误;若减小入射粒子的速度,粒子所受洛伦兹力减小,有部分粒子可能会落在d极板,因此d极板的负电荷被正电荷中和,从而堆积的电荷量会减少,c极板和d极板的电势差降低,不会给蓄电池充电,故选项d错误。
8.答案:ac
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